Java强制类型转换的所有规则都在这里了

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文章目录

- 2.2 强制转换
- - 2.2.1 转换图解
  - 2.2.2 浮点数与整数的底层存储
  - 2.2.3 整数之间的强制转换
  - 2.2.4 浮点数的强制转换
  - - 1）浮点数转浮点数
    - 2）浮点数转整数

2.2 强制转换

在Java中，我们也可以将==数据取值范围大的转换为数据取值范围小到的==，这种转换并不是自动的过程，而是需要我们手动的转换，我们称这种转换为强制转换。

例如下面代码：

long a = 10;
int b = a;			// 报错

long类型内存8个字节， int类型内存4个字节。 long取值范围大于int ；想要赋值成功，只有通过强制类型转换，将 long 类型强制转换成int类型才能赋值。

强制转换：将 取值范围大的类型强制转换成取值范围小的类型；比较而言，自动转换是Java自动执行的，而强制转换需要我们自己手动执行。

强制转换格式：

数据类型 变量名 = (数据类型)被转数据值;

将 1.5 赋值到 int 类型，代码修改为：

long a = 10;
int b = (int)a;

同样道理，当一个 short 类型与 int 类型相加，我们知道会类型提升，但是还想给结果赋值给 short 类型变量，就需要强制转换。

/*** @author lscl* @version 1.0* @intro:*/
public class Demo04 {public static void main(String[] args) {// short类型变量,内存中存储两个字节short s = 1;int i = 1;/*出现编译错误s和i做运算的时候，i是int类型，s会被提升为int类型s+i后的结果是int类型，将结果在赋值会short类型时发生错误*///        s = s + i;                // 编译失败s = (short) (s + i);        // 强制转换,编译成功System.out.println(s);}
}

2.2.1 转换图解

short 类型内存占有2个字节，在和 int类型运算时会提升为 int 类型，自动补充2个字节，计算后的结果还是 int 类型，但最终被强转为了short类型，占用2个字节空间。

2.2.2 浮点数与整数的底层存储

下面是8个基本数据类型的取值范围大小：

数据类型	关键字	内存占用	取值范围
字节型	byte	1个字节	-128~127
短整型	short	2个字节	-32768~32767
整型	int（默认）	4个字节	-2147483648~2147483647
长整型	long	8个字节	-2的63次方~2的63次方-1
单精度浮点数	float	4个字节	1.4013E-45~3.4028E+38
双精度浮点数	double（默认）	8个字节	4.9E-324~1.7977E+308
字符型	char	2个字节	0-65535
布尔类型	boolean	1个字节	true，false

我们可以发现，int和float都是占用4个字节大小，但是float的取值范围却比int要大的多。同样的情况在long与double这两种类型上也存在；

这是为什么呢？

double与long表示范围的差距是由于存储结构的不同导致的，换句话说我们保存1000这个数，我们long要存储+1000，其二进制为001111101000，而double存储的是+1E3。拆开来看，存储一个数double可以分成三部分：尾数位（1），基数位（10），指数位（3）。 也就是用科学计数法来存储，这简单的1000就能看出差距，long存储1000需要符号位（+）和数字位（1000），需要5位。而double存储，却只需要3位。同样一个数，double能够用更少的内存存储，所以多余的内存就能存储更多的数，因此double > long

通过如下代码可以查看到每个类型的最大值：

/*** @author lscl* @version 1.0* @intro:*/
public class Demo01 {public static void main(String[] args) {// 2147483647System.out.println(Integer.MAX_VALUE);// 3.4028235E38System.out.println(Float.MAX_VALUE);// 9223372036854775807System.out.println(Long.MAX_VALUE);// 1.7976931348623157E308System.out.println(Double.MAX_VALUE);}
}

2.2.3 整数之间的强制转换

强制转换指的是：取值范围大的，转换为取值范围小的。强制转换的时候尤其要注意转换之后的类型是否能存储之前的数据。

示例1：数值==没有超出==转换之后类型的取值范围的情况

/*** @author lscl* @version 1.0* @intro:*/
public class Demo05_强制类型转换_整数转换_01 {public static void main(String[] args) {int a = 100;byte b = (byte) a;// byte也能存储100，因此转换的时候不会出现什么问题System.out.println(b);      // 100}
}

示例2：数值==超出了==转换之后类型的取值范围的情况

/*** @author lscl* @version 1.0* @intro:*/
public class Demo06_强制类型转换_整数转换_02 {public static void main(String[] args) {// 八个字节: 00000000 00000000 0000000 10000100 01000000 11000000 11000000 10000000   ---> 十进制: 568022057088long a = 568022057088L;// 四个字节: 01000000 11000000 11000000 10000000  ---> 十进制: 1086374016int b = (int) a;System.out.println(b);      // 1086374016// 两个字节: 11000000 10000000    ---> 十进制: -16256short c = (short) b;System.out.println(c);      // -16256// 一个字节: 10000000             ---> 十进制: -128byte d = (byte) c;System.out.println(d);      // -128}
}

2.2.4 浮点数的强制转换

1）浮点数转浮点数

示例1：数值==没有超出==转换之后类型的取值范围的情况

/*** @author lscl* @version 1.0* @intro:*/
public class Demo07_强制类型转换_浮点数转浮点数_01 {public static void main(String[] args) {double a = 180.8D;float b = (float) a;System.out.println(b);          // 180.8}
}

示例2：数值==超出了==转换之后类型的取值范围的情况

/*** @author lscl* @version 1.0* @intro:*/
public class Demo07_强制类型转换_浮点数转浮点数_02 {public static void main(String[] args) {double a = 3.8E38D;float b = (float) a;// float的最大取值范围为: 1.4013E-45~3.4028E+38,无法存储3.8E38，赋值失败System.out.println(b);          // Infinity}
}

超出最大容量：

2）浮点数转整数

浮点数强制转换为整数类型时也会出现一定的问题；

示例1：浮点数强制转换为整数，数值==没有超出==转换之后类型的取值范围的情况

/*** @author lscl* @version 1.0* @intro:*/
public class Demo09_强制类型转换_浮点数转整数_01 {public static void main(String[] args) {double a = 18.8D;// 取值范围: -2的63次方~2的63次方-1long b = (long) a;// 取值范围: -2147483648~2147483647int c = (int) a;// 取值范围: -32768~32767short d = (short) a;// 取值范围: -128~127byte e = (byte) a;System.out.println(a);          // 18.8System.out.println(b);          // 18System.out.println(c);          // 18System.out.println(d);          // 18System.out.println(e);          // 18}
}

Tips：浮点数转成整数后将会丢失精度，即小数点后面的通通丢失（注意，并不是四舍五入）

示例2：浮点数强制转换为整数（long和int类型），数值==超出了==转换之后类型的取值范围的情况

/*** @author lscl* @version 1.0* @intro:*/
public class Demo10_强制类型转换_浮点数转整数_02 {public static void main(String[] args) {double a = 5.2E63;// 取值范围: -2的63次方~2的63次方-1long b = (long) a;// 取值范围: -2147483648~2147483647int c = (int) a;System.out.println(a);          // 5.2E63System.out.println(b);          // 9223372036854775807(long的最大值)System.out.println(c);          // 2147483647(int的最大值)}
}

Tips：当强制超出该类型的范围时：如果是转换为long或int类型，默认为该类型的最大取值范围值

执行结果：

示例3：浮点数强制转换为整数（short和byte类型），数值==超出了==转换之后类型的取值范围的情况

在Java中，将double或float转换为short/byte时，数值将首先转换为int，然后转换为short/byte，如果该数组超出了int的取值范围，那么转换为short或者byte时结果为-1，如果没有超出int范围，那么如果转换为short将会截取2个字节，转换为byte将会截取1个字节。

示例代码：

/*** @author lscl* @version 1.0* @intro:*/
public class Demo11_强制类型转换_浮点数转整数_03 {public static void main(String[] args) {/*int的取值范围(4个字节): -2147483648~2147483647short取值范围(2个字节): 取值范围: -32768~32767byte取值范围(1个字节): -128~127*/// 超出了int范围，直接为-1System.out.println((short) 2147483648.8D);       // -1// 在int范围内，截取两个字节// 01111111 11111111 11111111 11111100      ---> 2147483644// 11111111 11111100    ---> -4System.out.println((short) 2147483644.4D);       // -4// 在int范围内，截取两个字节// 00000000 00001100 01101110 10110110   ---> 814774// 01101110 10110110    ---> 28342System.out.println((short) 814774.8D);           // 28342// 超出了int范围，直接为-1System.out.println((byte) 2147483648.8D);       // -1// 在int范围内，截取1个字节// 01111111 11111111 11111111 11111100      ---> 2147483644// 11111100    ---> -4System.out.println((byte) 2147483644.4D);       // -4// 在int范围内，截取1个字节// 00000000 00001100 01101110 10110110   ---> 814774// 10110110    ---> -74System.out.println((byte) 814774.8D);           // -74}
}